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Vorwort
6
Inhaltsverzeichnis
8
1 Zytologie
12
1.1 Morphologische Grundlagen der Zelle
12
1.1.1 Zellen der Bakterien, Samenpflanzen und Säugetiere
13
1.1.2 Stoffliche Zusammensetzung der Zelle
17
1.2 Chemie, Struktur, Funktion von Zellwänden, Interzellularsubstanz und Glykocalyx
21
1.2.1 Bakterien
21
1.2.2 Pflanzen
29
1.2.3 Säugetiere
35
1.2.4 Pilze
36
1.3 Biomembranen
37
1.3.1 Chemie und Aufbau
37
1.3.2 Endozytose, Exozytose, Pinozytose, Membranfluss
41
1.3.3 Semipermeabilität, Osmose, Membranpotenzial
43
1.3.4 Zellkontakte
46
1.3.5 Spezifischer Stofftransport durch Biomembranen
47
1.3.6 Signaltransduktion und Informationsverarbeitung
51
1.3.7 Plasmamembran der Bakterien
55
1.3.8 Andere Aufgaben von Membranen
55
1.4 Zellstrukturen und ihre Funktion
56
1.4.1 Zusammensetzung und Funktion des Cytosols
57
1.4.2 Zellkern
57
1.4.3 Vakuolen
62
1.4.4 Endoplasmatisches Retikulum
64
1.4.5 Dictyosomen, Golgi-Apparat
68
1.4.6 Speichervesikel
72
1.4.7 Mitochondrien
73
1.4.8 Plastiden
76
1.4.9 Ribosomen
79
1.4.10 Peroxisomen und Glyoxysomen
81
1.4.11 Lysosomen
82
1.4.12 Zytoskelett und Geißeln
84
2 Morphologie, Histologie und Anatomie der Samenpflanzen
88
2.1 Allgemeines
88
2.1.1 Zellen, Form und Struktur
88
2.1.2 Bildungsgewebe
91
2.1.3 Grundgewebe
92
2.1.4 Abschlussgewebe und Absorptionsgewebe
92
2.1.5 Leitgewebe und Leitbündel
98
2.1.6 Festigungsgewebe
102
2.1.7 Exkretionsgewebe und Exkretzellen
103
2.2 Wurzel
106
2.2.1 Struktur und Funktion
106
2.2.2 Definition von Radix-Drogen
110
2.3 Sprossachse
110
2.3.1 Struktur und Funktion
110
2.3.2 Definition von Herba-, Rhizom-, Cortex-, Lignum- und Stipites-Drogen
117
2.4 Blatt
118
2.4.1 Struktur und Funktion
118
2.4.2 Anatomie, taxonspezifische Merkmale
124
2.4.3 Definition von Folium-Drogen
127
2.5 Blüte
129
2.5.1 Struktur und Funktion
129
2.5.2 Blütenstände, taxonspezifische Merkmale
133
2.5.3 Definition von Flos- und Stigma-Drogen
134
2.6 Frucht
134
2.6.1 Struktur und Funktion
135
2.6.2 Fruchttypen, taxonspezifische Merkmale
135
2.6.3 Definition von Fructus-Drogen
138
2.7 Samen
139
2.7.1 Struktur und Funktion
139
2.7.2 Anatomie, taxonspezifische Merkmale
140
2.7.3 Definition von Semen-Drogen
142
3 Genetik
143
3.1 Nukleinsäuren
145
3.1.1 Desoxyribonukleinsäure (DNA)
147
3.1.2 Ribonukleinsäuren (RNA)
154
3.1.3 Genetischer Code
158
3.2 Umsetzung der genetischen Information(Transkription)
160
3.2.1 Genbegriff
160
3.2.2 Ablauf der Transkription
161
3.2.3 Prozessieren der RNA
172
3.2.4 Translation – Proteinbiosynthese
174
3.2.5 Regulation der Proteinbiosynthese
179
3.3 Weitergabe und Verteilung der genetischen Information
183
3.3.1 Replikation der Nukleinsäuren
183
3.3.2 Zellzyklus, Mitose und Meiose
186
3.3.3 Meiotische Systeme
192
3.3.4 Plasmatische Vererbung
198
3.3.5 Parasexuelle (parameiotische) Systeme, Phagen und Plasmide
199
3.3.6 Hemmung von Replikation, Transkription und Translation
208
3.4 Veränderungen des Erbguts
217
3.4.1 Mutation
217
3.4.2 Mutationstypen
218
3.4.3 Mutagene Faktoren und transponierbare genetische Elemente
222
3.4.4 Umordnung von Genen: Antikörperbildung
235
3.5 Grundlagen der Molekularbiologie
238
3.5.1 Gentechnologie bei Bakterien
238
3.5.2 Gentechnologie bei höheren Pflanzen
245
3.5.3 Somatische Hybridisierung
246
3.5.4 Pflanzenzucht mit Protoplasten
249
4 Stoffwechsel- und Entwicklungsphysiologie
251
4.1 Grundlagen biochemischer Reaktionen – Enzyme
251
4.1.1 Einteilung der Enzyme
252
4.1.2 Kinetik von Enzymreaktionen – Reaktionsprinzip
263
4.1.3 Ribozyme
269
4.2 Grundzüge des Kohlenhydratstoffwechsels
270
4.2.1 Mono-, Di-, Oligo- und Polysaccharide
270
4.3 Grundzüge des Stickstoffstoffwechsels
276
4.3.1 Aminosäuren
276
4.3.2 Proteine
283
4.3.3 Abbau von Proteinen zu Aminosäuren
287
4.3.4 Abbau von Aminosäuren
288
4.4 Grundzüge des Fettstoffwechsels
290
4.4.1 Fettsäuren und Fette
290
4.4.2 Biosynthese von Fettsäuren
291
4.4.3 Bildung von Lipiden
294
4.4.4 Abbau von Lipiden zu Fettsäuren
295
4.4.5 Abbau der Fettsäuren durch ?-Oxidation
295
4.5 Grundzüge des Energiestoffwechsels
296
4.5.1 Energetische Kopplung: abbauende und aufbauende Stoffwechselwege
298
4.5.2 Glykolyse
300
4.5.3 Pyruvatdecarboxylierung
304
4.5.4 Citratzyklus
306
4.5.5 Glyoxylsäurezyklus
308
4.5.6 Anabole Stoffwechselwege
309
4.5.8 Anaplerotische Reaktionen
318
4.5.9 Energiegewinnung durch Gärung
319
4.5.7 Atmung, Endoxidation
312
4.6 Pflanzliche und bakterielle Stoffwechselprozesse
321
4.6.1 Photosynthese – die Assimilation des Kohlenstoffs
321
4.6.2 Chemosynthese
328
4.6.3 Calvinzyklus
328
4.6.4 Einfluss ökologischer Faktoren auf die Photosynthese
332
4.6.5 Aufnahme und Verwertung von Stickstoff, Schwefel und Phosphor
333
4.6.6 Sekundärstoffwechsel
340
4.7 Entwicklungsphysiologie der Pflanzen
346
4.7.1 Totipotenz, Polarität
346
4.7.2 Wirkung ökologischer Faktoren (Licht, Wasser, Temperatur, Nährstoffe)
355
4.7.3 Wasserhaushalt, Elektrolythaushaltund Stofftransport
361
5 Grundlagen der Systematik und Taxonomie
369
5.1 Domäne: Archaea
370
6 Viren
371
6.1 Aufbau und Merkmale
371
6.1.1 Größenordnung
371
6.1.2 Stoffliche Zusammensetzung
371
6.1.3 Struktur
372
6.2 Vermehrung von Viren
375
6.2.1 Bakteriophagen
375
6.2.2 Entwicklungszyklen humanpathogenerViren
375
6.3 Medizinisch wichtige Viren
380
6.3.1 Herpesviridae
380
6.3.2 Orthomyxoviridae
382
6.3.3 Paramyxoviridae
385
6.3.4 Picornaviridae
385
6.3.5 Retroviridae
386
6.4 Viroide und Prionen
388
6.4.1 Viroide
388
6.4.2 Prionen
388
6.5 Interferone
389
6.5.1 Allgemeine Eigenschaften
389
6.5.2 Interferonarten
390
6.5.3 Wirkungsmechanismus der Interferone
391
6.5.4 Weitere Interferonwirkungen
392
7 Bakterien (Bacteria)
394
7.1 Morphologie und Zytologie
394
7.1.1 Morphologische und biochemische Einteilung der Bacteria
394
7.1.2 Gram-Färbung
396
7.1.3 Pathogenität und Pathogenitätsfaktoren von Bakterien
396
7.2 Wachstum und Entwicklung derBacteria
399
7.2.1 Wachstum
399
7.2.2 Ernährungstypen
400
7.3 Pharmazeutisch, technisch und medizinisch wichtige Prokaryonten
402
7.3.1 Proteobacteria
403
7.3.2 Cyanobacteria
407
7.3.3 Spirochaetes
407
7.3.4 Chlamydiae
407
7.3.5 Firmicutes
407
8 Einführung in die Systematik der Eukaryonten (Eucarya, Eukaryota)
414
8.1 Reich: Amoebozoa
415
8.2 Reich: Opisthokonta
415
8.3 Reich: Excavata
416
8.4 Reich: Chromalveolata (SAR)
416
8.4.1 Unterreich: Rhizaria
416
8.4.2 Unterreich: Alveolata
416
8.4.3 Abteilung: Heterokonta
417
8.5 Reich: Plantae (Archaeplastida)
417
8.5.1 Unterreich: Viridiplantae
418
9 Fungi (Pilze)
422
9.1 „Zygomycota“
424
9.1.1 Unterabteilung: Mucoromycotina
424
9.2 Abteilung (Stamm): Ascomycota
426
9.2.1 Unterabteilung: Saccharomycotina
426
9.2.2 Unterabteilung: Pezizomycotina
428
9.3 Abteilung (Stamm): Basidiomycota
435
9.3.1 Unterabteilung: Agaricomycotina
435
10 Klasse: Phaeophyceae (Braunalgen)
440
10.1 Ordnung: Laminariales
440
10.2 Ordnung: Fucales
442
11 Abteilung: Rhodophyta (Rotalgen)
443
11.1 Klasse: Bangiophyceae
443
11.2 Klasse: Florideophyceae
443
12 Samenpflanzen
446
12.1 Klasse: Pinopsida (Gymnospermae)
446
12.1.1 Unterklasse: Cycadidae
447
12.1.2 Unterklasse: Ginkgoidae
447
12.1.3 Unterklasse: Cupressidae
448
12.1.4 Unterklasse: Gnetidae
449
12.1.5 Unterklasse: Pinidae
449
12.2 Klasse: Magnoliopsida (Angiospermae)
451
12.2.1 Basale Ordnungen der Angiospermae
452
12.2.2 Mesangiospermae
454
12.2.3 Unterklasse: Liliidae (Monocotyledoneae)
454
12.2.4 Mesodicotyledoneae
468
12.2.5 Unterklasse: Magnoliidae
468
12.2.6 Chloranthales, Ceratophyllales
470
12.2.7 Eudicotyledoneae
470
12.2.8 Gunneridae
477
12.2.9 Superrosidae
477
12.2.10 Unterklasse: Rosidae
478
12.2.11 Superasteridae
499
12.2.12 Unterklasse: Asteridae
504
13 Grundlagen der Humanbiologie
533
13.1 Nervensystem
533
13.1.1 Gehirn
534
13.1.2 Blut-Hirn-Schranke
536
13.1.3 Rückenmark
538
13.1.4 Hirn- und Rückenmarkshäute, Liquor
539
13.1.5 Peripheres vegetatives Nervensystem
540
13.1.6 Somatisches (willkürliches) Nervensystem
543
13.1.7 Reflexbogen
544
13.1.8 Darmnervensystem
545
13.1.9 Nervengewebe
546
13.2 Erregungsleitung
551
13.2.1 Ruhemembran- und Aktionspotenzial
551
13.2.2 Mechanismen der synaptischen Übertragung
552
13.2.3 Rezeptoren
555
13.2.4 Neurotransmitter
559
13.3 Sinnesorgane
564
13.3.1 Auge
565
13.3.2 Hör- und Gleichgewichtsorgan
567
13.4 Muskulatur
570
13.4.1 Struktur und Funktion der quergestreiften Muskulatur
570
13.4.2 Glatte Muskulatur
575
13.5 Kardiovaskuläres System
576
13.5.1 Herz
576
13.5.2 Erregungsprozesse im Herz
577
13.5.3 Elektrokardiogramm
579
13.5.4 Regulation der Herzaktion
580
13.5.5 Gefäßsystem
581
13.5.6 Blut
585
13.5.7 Hämostase
588
13.5.8 Lymphsystem
590
13.6 Immunsystem
591
13.6.1 Angeborenes Immunsystem
591
13.6.2 Erworbenes Immunsystem
592
13.6.3 Antigenerkennung
594
13.6.4 Antikörper
595
13.7 Elektrolyt- und Wasserhaushalt
595
13.7.1 Säure-Basen-Haushalt
596
13.8 Niere und ableitende Harnwege
597
13.8.1 Niere
597
13.8.2 Ableitende Harnwege
601
13.9 Atmungsorgane
602
13.9.1 Bau und Funktion der Lunge
602
13.9.2 Atmung
603
13.10 Haut
605
13.10.1 Aufgaben der Haut
605
13.10.2 Aufbau der Haut
606
13.11 Verdauungsorgane
607
13.11.1 Mundhöhle und Speiseröhre
608
13.11.2 Magen
608
13.11.3 Dünndarm
611
13.11.4 Dickdarm
612
13.11.5 Bauchspeicheldrüse
613
13.11.6 Leber und Galle
614
13.12 Fortpflanzungsorgane
616
13.12.1 Männliche Geschlechtsorgane
616
13.12.2 Weibliche Geschlechtsorgane
617
13.12.3 Menstruationszyklus
619
13.12.4 Embryonalentwicklung
620
13.12.5 Schwangerschaft und Geburt
621
13.13 Hormonsystem
622
13.13.1 Einteilung der Hormone
622
13.13.2 Hormonelle Regulation
623
13.13.3 Endokrine Organe
623
Quellen, Literatur
629
Sachregister
631
Autoren
668
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